Im Jahr 2009 schlug der theoretische Physiker Erik Verlinde eine innovative Sichtweise auf die Gravitation vor. Laut seiner Theorie könnte diese fundamentale Kraft, die wir gut kennen, die Emergenz versteckter Prozesse sein, eine Idee, die 15 Jahre später immer noch die wissenschaftliche Debatte bereichert, ohne jedoch eine feste experimentelle Bestätigung gefunden zu haben.
Das Konzept der Emergenz ist in der Physik nicht neu. Es beschreibt, wie komplexe Eigenschaften aus der einfachen Wechselwirkung vieler Komponenten entstehen können. Zum Beispiel ist die Temperatur eines Gases keine inhärente Eigenschaft, sondern das Ergebnis mikroskopischer Kollisionen zwischen seinen Molekülen. Dieser Ansatz ist zentral für die statistische Mechanik, einen Zweig der Physik, der Verbindungen zwischen mikroskopischem Verhalten und emergenten Eigenschaften herstellt.
Verlinde ließ sich von den Arbeiten von Stephen Hawking und Jacob Bekenstein über Schwarze Löcher in den 70er Jahren inspirieren, die zeigten, dass ihre Eigenschaften durch die Gesetze der Thermodynamik beschrieben werden können. Er schlug vor, dass die Gravitation eine emergente Eigenschaft sein könnte, die aus tiefen und unbekannten physikalischen Prozessen resultiert, unter Verwendung der Werkzeuge der statistischen Mechanik.
2016 nahm Verlindes Idee eine neue Wendung mit dem Vorschlag, dass das Universum, indem es dunkle Energie enthält, eine neue emergente Eigenschaft des Raums selbst entwickelt, die sich in Regionen geringer Dichte zusammenzieht. Diese Perspektive bietet eine Alternative zur Dunklen Materie, dieser unsichtbaren Substanz, die den Großteil der Masse von Galaxien nach aktuellen Modellen darstellt, aber direkt unentdeckt bleibt.
Die Theorie der emergenten Gravitation erlaubt es, neue Ideen über die Struktur und Entwicklung von Galaxien zu testen und unterscheidet ihre Vorhersagen von denen, die auf Dunkler Materie basieren. Allerdings sind die experimentellen Ergebnisse gemischt. Einige vorläufige Tests sprachen für die emergente Gravitation, aber neuere Beobachtungen haben diesen Vorteil nicht bestätigt.
Die Forschung zur emergenten Gravitation ist noch nicht abgeschlossen. Die Theorie ist noch jung, basiert auf vielen Annahmen und bedarf strengerer Tests, wie die Nutzung der Daten des kosmischen Mikrowellenhintergrunds. Sollte sie sich als richtig erweisen, müsste unser Verständnis des Universums, der Gravitation, der Bewegung und sogar von Zeit und Raum aufgrund der Emergenz radikal überdacht werden. Vorläufig ist es eine Idee, die weiter erforscht werden muss.